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渦鞭毛藻由来マクロリドの特異な生合成経路の解明

Publicly Offered Research

Project AreaBiosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number 23108502
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

久保田 高明  北海道大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (60399954)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords渦鞭毛藻 / Amphidinium sp. / マクロリド / Amphidinolide / ポリケチド / 生合成 / 次世代シーケンサー / RNA-Seq / cDNAライブラリー
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者らが海洋渦鞭毛藻Amphidinium sp.から単離、構造決定している一連の抗腫瘍性マクロリドであるアンフィジノリド類のポリケチド鎖は、13C標識酢酸の投与実験により、通常の酢酸-マロン酸経路だけでは説明できない特異な炭素鎖伸長経路により生合成されていることが分かっている。この特異な炭素鎖伸長経路は、他の属の渦鞭毛藻が生産するポリケチドの生合成にも関与していることが示唆されている。
植物や菌類のポリケチド生合成酵素(PKS)は、酢酸由来の2炭素を直列に2炭素ずつポリケチド鎖を伸長する事しかできないが、渦鞭毛藻のPKSはポリケチド鎖を2炭素伸長させるだけでなく、酢酸のメチル基炭素を用いて1炭素のみ伸長させることも可能と考えられる。生合成工学的手法により、渦鞭毛藻のPKSを利用することが可能になれば、菌類に比べて培養が困難な渦鞭毛藻のポリケチドを、他のホストで効率よく生産させることが可能になるだけでなく、既知のPKSでは生産することができない多彩な炭素骨格の化合物を、酵素的に合成することも可能となる。しかし、この特異な1炭素伸長のメカニズムは不明である。
本研究では、2011年に採取したアンフィジノリド生産株について、RNA-Seq解析によるmRNAの網羅的な解析を行った結果、アンフィジノリド類の生合成に関与している可能性のある遺伝子として、既知のPKSに見られる酵素や、β-メチル化に関与する酵素と相同性を示す酵素遺伝子の他、藍藻の生産するバルバミドの生合成において特異な炭素鎖伸長に関与している酵素と相同性を示す、非リボソームペプチド合成酵素に見られるドメインとPKSの混合したモジュール型酵素の遺伝子を取得した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011 Other

All Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 渦鞭毛藻由来マクロリドの特異な生合成経路の解明2012

    • Author(s)
      久保田高明
    • Organizer
      新学術領域研究「生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御」第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂(東京都文京区)
    • Year and Date
      2012-12-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Biosynthetic study of amphidinolides2012

    • Author(s)
      久保田高明
    • Organizer
      International Conference of Natural Products Biosynthesis
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(淡路島)
    • Year and Date
      2012-06-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦鞭毛藻由来マクロリドの特異な生合成経路の解明2011

    • Author(s)
      久保田高明
    • Organizer
      「生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御」第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2011-12-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 特異な構造を有する天然物の探索ならびに生合成研究2011

    • Author(s)
      久保田高明
    • Organizer
      若手研究者のための有機化学札幌セミナー2011
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦鞭毛藻由来マクロリドの特異な生合成経路の解明2011

    • Author(s)
      久保田高明
    • Organizer
      「生合成マシナリー」第2回若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      理化学研究所鈴木梅太郎ホール(埼玉県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦鞭毛藻由来マクロリドの特異な生合成経路の解明2011

    • Author(s)
      久保田高明
    • Organizer
      「生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2011-06-04
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/tennen/index.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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